Cloud-Computing Seminar (CLCP) Universität Heidelberg

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1 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 1/35 Cloud-Computing Seminar (CLCP) Universität Heidelberg Fikret Kaplan Universität Heidelberg

2 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 2/35 Inhalt Überblick Windows Azure Azure Fabric Azure Storage Blob Table Queue.NET Services Zusammenfassung Zukunft Quellen

3 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 3/35 Uberblick Mit Azure Services Platform präsentiert Microsoft seine Cloud. Community Technology Preview (CTP) seit Herbst 2008 nur.net-basierte Anwendungen (managed Code) kostenfrei (mit Quota) Soll noch dieses Jahr den Betrieb aufnehmen. Ausfall am 13. März 2009 für mehrere Stunden.

4 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 4/35 Überblick Anschaffung und Verwaltung von Systemen entfällt Rechen- und Speicherkapazitäten nach dem on-demand -Prinzip Kosten nach dem pay as you go -Prinzip SLA für Anwendung läuft immer Daten immer verfügbar Skalierbarkeit

5 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 5/35 Überblick

6 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 6/35 Windows Azure Betriebssystem der Cloud Windows-basierte Umgebung für das... Ausführen von Windows-Anwendungen, Speichern von Daten. Läuft auf einer Menge von physikalischen Rechnern. Azure Fabric fügt diese zu einer logischen Einheit zusammen und verwaltet. Dienste für das Ausführen und Speichern bauen auf der Fabric auf. Erlaubt Webanwendungen und Hintergrundprozesse.

7 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 7/35 Windows Azure Compute: in CTP nur managed Code Storage: Blobs, Queues und Tables Config: steuert Verhalten der Anwendung Fabric: Resourcenmanagment

8 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 8/35 Windows Azure Jede Instanz einer Anwendung läuft in einer eigenen VM. Zwei Arten von Anwendungen entsprechend der Funktion: Web Role: - verarbeitet eingehende HTTP(S)-Anfragen - beendet wenn Anfrage abgearbeitet Worker Role: - Input kommt von Web Role - nur abgehende Netzwerkverbindungen - Laufzeit beliebig Kommunikation zwischen Web Role und Worker Role über Queue Azure Agent läuft in jeder VM und stellt API zur Verfügung, z.b. für Logging oder Versenden von Störungsmeldungen

9 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS2009 9/35 Windows Azure

10 1 Virtual IPs 2 Serverfarm Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Fabric Verwaltet die Resourcen (Recheneinheit, Switch, Router, VIPs 1,... ) im Datacenter 2. Ordnet Anwendungen und Daten physikalischen Maschinen zu. Gruppiert die Maschinen in fault domains und update domains fault domain: - Topologie des Datacenters - Switch- oder Stromausfall update domain: - Anteil einer Anwendung, die beim Upgrade ausfallen darf Agiert entsprechend Anwendungs- und Systemkonfiguration Monitor und Eventhandler für Anwendungen.

11 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Fabric Virtualisierung Images sind Virtual Hard Disks Betriebssystem = Datei Wartung offline Keine Installationen da nur Dateien kopiert werden Hypervisor stellt Umgebung für VMs Host-Betriebssystem: Windows Server bit (Core) Agent läuft in jeder VM und kommuniziert mit Fabric

12 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Fabric Eckdaten der VM Betriebssystem: Windows Server bit (Enterprise) CPU: 1.5GHz - 1.7GHz x64 RAM: 1.7GB Netzwerk: 100Mbps Lokal temporärer Speicher: 250GB Azure Storage: 50GB Post-CTP: größere Auswahl

13 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Fabric Sicherheit für Anwendungen Shared Environment Deshalb Sicherheit durch Isolation Zugriff nur auf Resourcen, die im Modell angegeben sind Firewall VM IP-Filter Sicherheitsupdates Ausfallsicherheit 5-7 Fabric-Replicas wenn alle ausfallen, laufen die Anwendungen weiter (?!)

14 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage Azure Storage speichert... Blobs Queues Tables Daten werden mind. dreifach gehalten Im Produktivbetrieb Geo-Distribution

15 3 Restructured Text Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob Speichern von Dateien mit Metadaten. Sichtbarkeit wird auf Container-Level festgelegt: public oder private. PUT / GET / DELETE via REST 3. Blob URL: >.blob.core.windows.net/<container >/<BlobName > Max. Blob-Größe 50GB. Blobs können in Blöcke bis zu 4MB geteilt werden.

16 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob Upload eines großen Blobs: blobname= piratecopy.avi ; PutBlock(blobName, blockid1, block1bits); PutBlock(blobName, blockid2, block2bits);... PutBlock(blobName, blockidn, blocknbits); PutBlockList(blobName, blockid1, blockid2,...,blockidn); Resume: ein Block anstatt der ganze Blob Upload parallel und ungeordnet

17 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob PutBlockList bestimmt den Blob, egal in welcher Reihenfolge die Blöcke kamen. Mehreren identische Blöcke: Letzter gewinnt. Ungenutzte Blöcke werden gelöscht. GetBlockList liefert die Blöcke (ID und Größe) eines Blobs.

18 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob REST PutBlock PUT &blockid=blockid1 &timeout=60 HTTP/1.1 Content-Length: Content-MD5: ********** Authorization: SharedKey mystorage: ************* X-ms-date: Tue, 9 Jul :00:00 Block Data Contents Content-MD5 optional SharedKey ist HMACSHA256

19 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob REST PutBlockList PUT &timeout=60 HTTP/1.1 Content-Length: Authorization: SharedKey mystorage: ************* X-ms-date: Tue, 9 Jul :00:00 <?xml version= 1.0 encoding= utf-8?> <BlockList> <Block>BlockId1</Block> <Block>BlockId2</Block>... </BlockList>

20 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Blob REST GetBlock GET HTTP/1.1 Authorization: SharedKey mystorage: ************* X-ms-date: Tue, 9 Jul :00:00 GET HTTP/1.1 Authorization: SharedKey mystorage: ************* Range: bytes=

21 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Strukturierter Speicher: Menge von Entitäten mir einer Menge von Eigenschaften. Keine relationale Datenbank-Tabelle. Tables können partitioniert werden. Zwei Schlüssel bilden den Primärschlüssel: PartitionKey + RowKey Entitäten einer Partition können am selben Ort gespeichert werden: effizientes Caching und schnellere Queries Skalierbarkeit (Traffic auf Partitionen wird beobachtet) mehr Partitionen: besser skalierbar

22 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Typen: Jede Entität kann bis zu 255 Eigenschaften besitzen. PartitionKey und RowKey müssen existieren. Restliche Eigenschaften können beliebig gesetzt werden. Innerhalt der Table können Entitäten unterschiedliche Anzahl und Typ von Eigenschaften haben. PartitionKey und RowKey: String Eigenschaften: String, Binary, Boolean, DateTime, GUID, Integer, Integer64, Double

23 4 Language Integrated Query Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Entitäten werden als Objekte via ADO.NET angesprochen.net-klassen und LINQ 4 REST Funktionalität: Insert / Update / Select / Delete Konkret in REST: POST / PUT / GET / DELETE

24 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table

25 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Voriges Beispiel: Einfügen in Table in C#, hier via REST

26 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Master-Table Tables

27 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Query via C# und LINQ REST GET >/Messages?$filter= Rating eq 5

28 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table ADO.NET API in.net Framework 3.5 SP1 Daten in Objekten LINQ für Queries REST Standard HTTP Interface Daten in Atom (XML) URLs für Queries

29 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Queue enthält Nachrichten. Realisieren Nachrichtenaustausch zwischen Web Role und Worker Role. Asynchron. Queue URL: >.blob.core.windows.net/<queuename > Max. Größe einer Nachricht 8KB. Bei größeren Nachrichten: in Table oder Blob speichern und entsprechende Information in die Nachricht.

30 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table Queue API Queues Erstellen / Leeren / Löschen Länge abfragen Priorität/ Gewicht vergeben Nachrichten Enqueue(queue, message) Dequeue(queue, invisibilitytime) Löschen(queue, messageid)

31 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Azure Storage : Table REST PUT PUT HTTP/1.1 Content-Length: 3900 Content-MD5: ********** Authorization: SharedKey mystorage: ************* X-ms-date: Tue, 9 Jul :00:00 Block Data Contents PUT: Klartext oder Binär GET: Base64-kodiert

32 5 Security Assertion Markup Language Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35.NET Services Access Control Service (Security Token Service) Prüft und erstellt digital signierte SAML-Tokens 5 Token enthält User-Information und definiert Authorisation für eine Anwendung Service Bus Anwendungen registrieren sich mit ihrer URL und können gefunden werden keine Adressumsetzung Verbindung zur Anwendung wird hinter der Firewall aufgebaut Clients sehen nur eine IP-Adresse ( anonyme Anwendung ) Workflow Service besonders für lange laufende Prozesse definiert Aktivitäten, die Aktionen ausführen (z.b. Senden/ Backup)

33 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Zusammenfassung Konkurrent zu Google und Amazon verschiedene Storages für Anwendungen (eher) für Systementwickler nur managed Code (gut für diejenigen, die bereits.net kennen) Fokus auf internetbasierte Services

34 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Zukunft weitere Programmiersprachen (z.b. PHP) Integration in Eclipse Storage: Filestream, Cache, Lock weitere 20 Datacenter Ferne Zukunft: allmählich den Vertrieb von Software an den Endkunden runterschrauben

35 Fikret Kaplan Cloud-Computing Seminar Universität Heidelberg SS /35 Quellen Windows Azure Hompage (und weiterführende Links) Wikipedia (und weiterführende Links)